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Einrichtung zum kontinuierlichen Einspritzen von Kraftstoff in die
Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum kontinuierlichen Einspritzen von Kraftstoff in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine,
bei welcher der vor der Einspritzöffnung des Kraftstoffs liegende Teil der Ansaugleitung
einen von einem Hauptkanal abzweigenden und in diesen wieder einmündenden Hilfskanal
aufweist, sowohl im Hauptkanal als auch im Hilfskanal hinter einem Venturirohr ein
Drosselorgan angeordnet ist und beide Drosselorgane von einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung
so beeinflußt werden, daß die Stellung des einen Drosselorgans eine bestimmte Stellung
des anderen bedingt, wobei ein Druckregler den Kraftstoffdruck vor der Einspritzöffnung
in Abhängigkeit von der durch die Ansaugleitung strömenden Luftmenge regelt derart,
daß die Strömungsabhängigkeit des membranbetätigten Kraftstoff-Druckreglers über
eine Leitung vom Unterdruck im Venturirohr des Hauptkanals und über eine Leitung
vom Unterdruck im Venturirohr des Hilfskanals abgeleitet und eine Überlagerung der
beiden Unterdruckeinflüsse vorgenommen wird.
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Bekanntlich ist es schwer, mit einem derartigen Druckregler genau
den Einspritzdruck und somit die einzuspritzende Brennstoffmenge in Abhängigkeit
von der Verbrennungsluftmenge zu bestimmen, wenn diese letztere sehr klein ist.
Bei Fehlen des Hilfsdurchlasses und seines Venturirohres wäre dann nämlich der in
dem alleinigen Hauptventurirohr herrschende und in dem Regler wirksame Unterdruck
äußerst klein gegenüber den Reibungen, welche beim Arbeiten unvermeidlich auftreten.
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Der vor den Einspritzöffnungen liegende Teil der Ansaugleitung wird
deshalb in zwei Durchlässe unterteilt, welche je mit einem Drosselorgan und einem
Venturirohr versehen sind, und diese beiden Drosselorgane werden so gesteuert, daß
nur ein einziger der beiden Durchlässe bei kleinen Luftmengen und beide Durchlässe
gleichzeitig für große Luftmengen geöffnet werden, wobei die in den beiden Venturirohren
herrschenden Unterdrücke benutzt werden. Bisher wurde der in einem der Venturirohre
herrschende Unterdruck auf ein erstes mit einer Membran versehenes Steuersystem
zur Einwirkung gebracht, während der in dem anderen Venturirohr herrschende Unterdruck
auf ein zweites mit einer Membran versehenes Steuersystem wirkte, wobei die beiden
Systeme den Regler getrennt betätigen. Diese Anordnung ergibt jedoch nicht die erhofften
Ergebnisse, da die Kombination der beiden Steuersysteme dazu führt, zwischen ihnen
und dem Regler Gelenke und mechanische Verbindungen anzubringen, in welchen Reibungen
auftreten, welche die durch diese Anordnung erzielte Genauigkeit des Reglers wieder
zerstören.
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Es ist auch bereits bekannt, den in einem Venturirohr herrschenden
Unterdruck auf ein erstes und den im anderen Venturirohr herrschenden Unterdruck
auf ein zweites, jeweils mit einer Membran ausgestattetes Steuersystem wirken zu
lassen, wobei die beiden Systeme einen Regler jeweils unabhängig betätigen. Diese
Anordnung ergibt jedoch ebenfalls nicht die erhofften Ergebnisse, weil die Kombination
der beiden Steuersysteme eine mechanische übertragungseinrichtung erforderlich macht,
in der die Wirkung des Reglers nachteilig beeinflussende Reibungen und Ungenauigkeiten
zwangläufig auftreten.
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Die Erfindung vermeidet die angegebenen Nachteile dadurch, daß die
beiden Unterdruckeinflüsse
getrennt und abhängig von der Stellung
der Drosselorgane gesteuert einer Mischkammer zugeführt werden und daß in an sich
bekannter Weise mit dem resultierenden Druck eine einzige mit dem Druckregler zusammenwirkende
Membran beaufschlagt wird.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an
Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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F i g. 1 zeigt in Seitenansicht, zum Teil axial geschnitten, einen
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Vergaser in der dem Langsamlauf
des Motors entsprechenden Stellung; F i g. 2 zeigt in gleicher Darstellung wie F
i g. 1 einen Teil des gleichen Vergasers in der der Vollast des Motors entsprechenden
Stellung.
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Der Vergaser ist im ganzen in der in F i g. 1 dargestellten Weise
ausgebildet. Er enthält einen Ansaugstutzen 1, in welchen eine Einspritzöffnung
2 mündet, welche mit Brennstoff unter Druck über einen Kanal 3 durch eine nicht
dargestellte Pumpe mit Überschußförderung gespeist wird, deren Förderdruck durch
den Druckregler 4 gesenkt wird, welcher mit der Öffnung 2 durch einen Kanal 5 verbunden
ist.
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Der Druckregler weist einen Hohlkörper 6 auf, dessen mit den Kanälen
3 und 5 in Verbindung stehender innerer Hohlraum 7 oben durch ein scheibenförmiges
bewegliches Ventil 8 abgedeckt ist, welches einen in einer Führung 10 gleitenden
Ansatz 9 trägt. Auf das Ventil 8 wirken in entgegengesetztem Sinn der Druck des
einzuspritzenden Brennstoffs (in der Figur nach oben) und die Kraft, welche durch
ein mit einer Membran 11 versehenes Steuersystem erzeugt wird, welches auf die durch
den Stutzen 1 strömende Luftmenge anspricht, wobei diese Kraft durch eine Stange
12 übertragen wird. Bei dieser Ausbildung ist der Querschnitt des Lecks zwischen
der Oberkante des Körpers 6 und dem Ventil 8 um so kleiner, so daß der Einspritzdruck
um so größer ist, je größer die Luftmenge ist, wobei der überschüssige durch dieses
Leck abgeführte Brennstoff durch einen Kanal 13 zu dem Vorratsbehälter des
Vergasers oder in einen beliebigen anderen geeigneten Raum abgeführt wird. Die Membran
11 kann entweder einfach oder differential ausgebildet sein, d. h., sie kann
mit einer zweiten Membran kleineren Querschnitts verbunden sein, welche z. B. verhindern
soll, daß der auf die Membran 11 wirkende Unterdruck in dem Hohlraum 7 wirksam
wird. Die Einspritzöffnung 2 mündet in eine Kammer 14 gegenüber einer
Öffnung 15, welche ihrerseits unmittelbar in den Stutzen 1 mündet. In der
Kammer 14 herrscht im allgemeinen ein Druck, welcher gleich dem Atmosphärendruck
ist oder in der Nähe desselben liegt, um die Einspritzöffnung gegen den Einfluß
des an ihrer Stelle in dem Stutzen 1 herrschenden Unterdrucks zu schützen. Ein Kanal
16 gestattet die Einstellung des Belüftungsquerschnitts der Kammer
14.
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Der in der Strömungsrichtung vor der Öffnung 2 liegende Abschnitt
des Stutzens 1 ist nun in zwei Durchlässe 17 und 18 unterteilt, von
denen jeder mit einem Drosselorgan 19 (welches auf einer Achse 67 sitzt) bzw.
20 und einem Venturirohr 21 bzw. 22
versehen ist, wobei die
beiden Drosselorgane 19
und 20 so gesteuert werden, daß im wesentlichen
nur der Durchlaß 18 für kleine Luftmengen und gleichzeitig die beiden Durchlässe
17 und 18 für große Luftmengen geöffnet werden, wobei auf die alleinige
Membran 11, welche eine einfache Membran oder eine Differentialmembran ist,
die in den Venturirohren 21 und 22 herrschenden Unterdrücke zur Einwirkung
gebracht werden.
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Der Durchlaß 17 liegt zweckmäßig in einer Flucht mit dem Stutzen 1
und hat praktisch den gleichen Querschnitt wie dieser, während der Durchlaß
18
neben dem Durchlaß 17 liegt und einen erheblich kleineren Querschnitt
als dieser hat. Das Venturirohr 22 erhält dann einen Durchmesser, welcher höchstens
halb so groß wie der Durchmesser des Venturirohrs 21 ist, in welchem gegebenenfalls
ein kleines gleichachsiges Venturirohr 23 angeordnet werden kann, um den Wert des
in diesem durch die Luftströmung entwickelten Unterdrucks zu vergrößern. Bei der
Ausführungsform der F i g. 1 und 2 gehen die beiden Durchlässe 17 und
18 von dem gleichen mit einem nicht dargestellten Luftfilter versehenen Lufteinlaß
24 aus.
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Damit die in dem Venturirohr 21 (oder 23) und in dem Venturirohr 22
herrschenden Unterdrücke auf die gleiche Membran 11 zur Einwirkung gebracht
werden können, sind die beiden Venturirohre über zwei gegebenenfalls mit kalibrierten
Öffnungen 27 und 28 versehene Leitungen 25 und 26 mit
einer Kammer 29 verbunden, wobei der in dieser erzeugte resultierende Unterdruck
durch eine Leitung 30 auf eine Kammer 48 übertragen wird, welche durch
eine Seite der Membran 11 begrenzt wird, während die andere durch die Membran begrenzte
Kammer 63
durch eine Öffnung 64 mit dem Außenraum verbunden ist. Gegebenenfalls
kann dieser resultierende Unterdruck dadurch herabgesetzt werden, daß die Kammer
29 mit einem Luftloch 31 versehen wird.
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Die Drosselorgane 19 und 20 werden z. B. durch einen
Nocken 32 betätigt, welcher auf der gleichen Drehachse 33 wie ein Hebel
34 befestigt ist, an dessen Ende 34 a die dem Fahrer zur Verfügung stehende
übliche Einrichtung zum Gasgeben angreift, wobei dieser Nocken zwei Kurvenbahnen
32 a und 32 b aufweist, gegen welche sich mit den Drosselorganen
19 bzw. 20 fest verbundene Hebel 35
bzw.36 legen, und zwar vorzugsweise
über Rollen 37. Zur Vermeidung von Spiel hält eine die Achsen der Rollen 37 verbindende
Feder 38 diese beständig an den Kurvenbahnen 32 a und 32 b. Diese
sind so ausgebildet, daß, wenn der Nocken von der Langsamlaufstellung (F i g. 1)
ausgeht, er zunächst mit seiner Kurvenbahn 32 b den Hebel 36 und somit das Drosselorgan
20 und hierauf mit seiner Kurvenbahn 32 a den Hebel 35 und somit das Drosselorgan
19 verdreht, bis die Vollaststellung (F i g. 2) erreicht ist.
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Die Betätigungseinrichtung der Drosselorgane 19 und 20 wird
zweckmäßig so ausgebildet, daß sie gleichzeitig mit der Öffnung derselben auch den
verhältnismäßigen Einfluß der in dem Venturirohr 21
(oder 23) und in dem Venturirohr
22 herrschenden Unterdrücke auf die Membran 11 verändert. Hierfür kann ein
Verteilersystem benutzt werden, welches das Venturirohr 22 von der Membran
11 abtrennt, wenn sich das Drosselorgan 19 zu öffnen beginnt oder
wenigstens einen bestimmten Öffnungswinkel erreicht.
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Wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, kann ein derartiges Verteilersystem
durch einen Schieber 39 gebildet werden, welcher in einer zylindrischen Bohrung
40 gleitet und in dieser durch zwei getrennte Abschnitte die Kammer 29 abgrenzt.
Dieser Schieber
ist mit einer Stange 41 verbunden, deren
Ende mit einem an dem Nocken 32 befestigten Hebel 42 zusammenwirkt. Eine Feder 43
sucht den Schieber 39 in die in F i g. 1 dargestellte Stellung zu bringen, in welcher
die drei Leitungen 25, 26 und 30 und das Luftloch 31 frei mit der Kammer 29 in Verbindung
stehen. Die Öffnungen, durch welche die Leitung 26 und das Luftloch 31 in diese
Kammer münden, liegen an einer solchen Stelle, daß sie von einem Abschnitt des Schiebers
39 verschlossen werden, wenn dieser durch Berührung der Stange 41 mit dem
Hebel 42 entgegen der Wirkung der Feder 43 verstellt wird.
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Die Vorrichtung wird durch einen Kanal 44 vervollständigt,
welcher. die vor bzw. hinter dem Drosselorgan 20 liegenden Abschnitte des Durchlasses
18 miteinander in Verbindung setzen kann, um die Verbrennungsluft beim Langsamlauf
des Motors durchzulassen, wobei eine Schraube 45 die Einstellung dieser Luftmenge
ohne Veränderung der Stellung des Drosselorgans 20 gestattet. Der Gehalt
des Langsamlaufgemischs kann mittels einer Körnerschraube 46 bestimmt werden, welche
den freien Querschnitt einer Öffnung 47 zur Belüftung der Kammer 14 verändert.
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Der beschriebene Vergaser arbeitet folgendermaßen: In der Nähe des
Langsamlaufes (F i g. 1) bestimmt der Nocken 32 die allmähliche Öffnung des Drosselorgans
20 allein, wobei die Verbrennungsluft nur durch den Durchlaß 18 strömt, sobald
sich das Organ 20 zu öffnen beginnt. Da diese ganze Luft durch das Venturirohr
22 kleinen Querschnitts strömt, ändert sich der in diesem herrschende Unterdruck,
welcher durch den Kanal 26, die Kammer 29 und den Kanal 30 auf die Kammer
48 der Membran 11 übertragen wird, genau entsprechend dieser Luftmenge, wodurch
der Einspritzdruck ebenfalls genau bestimmt wird.
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Hierauf bewirkt der Nocken 32 die allmähliche Öffnung des Drosselörgans
19, wodurch außerdem in der Kammer 29 und somit auf die Membran
11
der in dem Venturirohr 21 (oder 23) herrschende Unterdruck
zur Einwirkung gebracht wird. Wenn schließlich in der Nähe der Vollaststellung (F
i g. 2) die Drosselorgane 19 und 20 voll offen sind, verstellt der Hebel
42 den Schieber 39 entgegen der Wirkung der Feder 43, wodurch die
Mündungen des Kanals 26 und des Luftlochs 31 verschlossen werden, so daß
die Membran 11 nur noch dem in dem Venturirohr 21 (oder 23) herrschenden Unterdruck
ausgesetzt ist, was sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen hat.
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Anstatt gleichzeitig die Mündungen des Kanals 26 und des Luftlochs
31 zu verschließen, könnte der Schieber 39 auch wenigstens teilweise in einer anderen
Reihenfolge die in die Kammer 29 mündenden Leitungen verschließen. Ferner kann an
Stelle eines schieberförmigen Verteilers 39, welcher durch einen an der Achse 33
des Nockens sitzenden Hebel 42 betätigt wird, ein drehbarer Verteiler vorgesehen
werden, welcher entweder in der gleichen Weise wie der Schieber 39 betätigt wird,
oder durch Teile, welche entweder an der Achse 67 des Drosselorgans 19 oder an der
Achse des Drosselorgans 20 befestigt sind. Schließlich ist es noch möglich,
anstatt die Drosselorgane durch einen Nocken 32 zu betätigen, dessen Achse 33 von
den Achsen der Drosselorgane 19 und 20 verschieden ist, unmittelbar eine dieser
letzteren Achsen durch den Hebel 34 betätigen zu lassen und zwischen den beiden
Drosselorganen 19 und 20 eine mechanische Verbindung mit einem Nocken od. dgl. vorzusehen.